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7.内联函数
如果一个函数频繁调用100w次,需要建立100w个函数栈帧的创建和销毁。(例如:排序算法中Swap函数,但是下面以Add为例)
- C解决函数频繁调用使用是宏函数
- C++解决函数频繁调用使用是内联函数
7.1C解决函数频繁调用_宏函数
- 宏:宏常量&宏函数
- 面试常考:写一个函数的宏函数。
宏函数
- 缺点:出现各种坑。语法复杂,不容易控制。不能调试,没有类型安全的检查。
- 宏在预处理阶段是替换,且不能调试的。
- 记住每个❌的场景就可以避免这些错误。
- 写成函数
- 加上分号
- 括号控制优先级。
- 优点:不用函数栈帧的创建和销毁。
- 核心点:宏是预处理阶段进行替换。
#include<iostream>
using namespace std;
int Add(int a, int b)
{
return a + b;
}
int main()
{
int ret = Add(1, 2);
cout << ret << endl;
return 0;
}
//写出宏该怎么写呢?
#include<iostream>
using namespace std;
//❌1 #define Add(int a,int b) return a+b;//写成函数
//❌2 #define Add(a,b) a+b;//分号
//❌3 #define Add(a,b) a+b//括号优先级
//❌4 #define Add(a,b) (a+b)
#define Add(a,b) ((a)+(b))
int main()
{
//2.if(Add(1,2))//if(1+2;)
//3.Add(1,2)*3 //1+2*3
//4.int x = 1, y = 2;
//Add(x | y, x & y);//(x|y+x&y)
int ret = Add(1, 2);
cout << ret << endl;
return 0;
}
7.2内联函数的概念
以inline修饰的函数叫做内联函数,编译时C++编译器会在调用内联函数的地方展开,没有函数调用建立栈帧的开销,内联函数提升程序运行的效率。
- 加了inline在调用的地方展开,不创建函数栈帧。
- 展开:就相当于把函数逻辑放到调用的地方实现即可。
- 不是拷贝,编译器以灵活的方式实现。
- 如果在上述函数前增加inline关键字将其改成内联函数,在编译期间编译器会用函数体替换函数的调用。
#include<iostream>
using namespace std;
inline int Add(int a, int b)
{
return a + b;
}
int main()
{
int ret = Add(1, 2);
cout << ret << endl;
return 0;
}
关于验证内联函数
- 在release模式下,查看编译器生成的汇编代码中是否存在call Add(直接可以查看到)
- 在debug模式下,需要对编译器进行设置,否则不会展开。(方便debug版本底下调试,因为debug模式下,编译器默认不会对代码进行优化)
【创建函数栈帧没有inline]
【加了inline】
7.3内联函数的特性
7.3.1代码膨胀
inline是一种以空间换时间的做法,如果编译器将函数当成内联函数处理,在编译阶段,会
用函数体替换函数调用.
- 缺陷:可能会使目标文件变大。
- 优势:少了调用开销,提高程序运行效率。
那如果我们将一个有100行代码函数加上内联函数,再在main函数里面调用1w次,会造成怎样的后果呢❓❓
- 代码膨胀
- 常函数展开后,编译之后,指令变多,代码变大,形成的可执行程序很大,下载很慢,用户的体验感很不好。
- 所以小段代码建议使用内联函数,虽然也会代码膨胀,但是不会很严重。
编译器对内联函数的态度:
inline对于编译器而言只是一个建议,不同编译器关于inline实现机制可能不同,一般建
议:将函数规模较小(即函数不是很长,具体没有准确的说法,取决于编译器内部实现)、不
是递归、且频繁调用的函数采用inline修饰,否则编译器会忽略inline特性。《C++prime》第五版关于inline的建议:
7.3.2链接错误
- inline不支持声明和定义分离,分离会导致链接错误。
- 因为inline被展开,就没有函数地址了,链接就会找不到。
- 内联函数不会进入符号表,甚至不会产生地址。
❗前面我们详细讲解了声明和定义分离,从预处理到最后链接整个过程。- 函数地址进入符号表是为了让别人方便调用函数,但是内联函数不会被调用,是在被调用的地址展开。所以内联函数不会进入符号表,甚至不会产生地址。
- ❗注意:以上情况只存在于编译器会把内联函数展开。(代码小的函数)
【内联函数-声明和定义不分离】
//test.h
#pragma once
#include<iostream>
using namespace std;
inline int Add(int a, int b)
{
cout << "int Add(int a,int b)" << endl;
return a + b;
}
//test.cpp
#include